体外冲击波对膝骨关节炎IL-32、DKK-1水平的影响

王彦鹏，孙明林，张伟

(1.武警后勤学院附属医院骨科中心，天津 300162；2.武警上海总队第七支队后勤处卫生队，上海 201900)

体外冲击波对膝骨关节炎IL-32、DKK-1水平的影响

王彦鹏1，孙明林1，张伟2

(1.武警后勤学院附属医院骨科中心，天津 300162；2.武警上海总队第七支队后勤处卫生队，上海 201900)

目的观察体外冲击波联合玻璃酸钠治疗膝骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)的临床疗效及对关节液中白介素-32(interleukin-32，IL-32)、Dickopff相关蛋白1(Dickopff-1，DKK-1)水平的影响。方法将50例KOA患者随机分为治疗组和对照组，各25例。治疗组男16例，女9例；平均年龄(57.4±10.1)岁，病程(3.1±2.3)年。对照组男18例，女7例；平均年龄(58.3±10.2)岁，病程(3.3±1.7)年。对照组给予关节腔内注射玻璃酸钠，每周1次，共治疗5周。治疗组在对照组基础上加用体外冲击波治疗，每周1次，共治疗5周。在干预前和干预第5周采用活动时疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS)、骨关节炎严重程度评分法(lequesne指数)和美国西部Ontario与McMaster大学骨关节炎指数(western Ontario and McMaster University osteoarthritis index，WOMAC)评分评价两组患者疗效，检测并比较两组患者关节液中IL-32、DKK-1水平的变化。结果两组患者治疗后VAS评分、Lequesne指数评分、WOMAC评分均明显降低(P<0.05或0.01)，治疗后治疗组各评分明显低于对照组(P<0.05或0.01)。治疗后两组患者关节液中IL-32水平比治疗前显著下降(P<0.01)，治疗组DKK-1水平较治疗前增高(P<0.01)；治疗后治疗组关节液中IL-32水平显著低于对照组(P<0.05)，而治疗后治疗组DKK-1水平则显著高于对照组(P<0.05)。结论体外冲击波联合玻璃酸钠治疗KOA疗效显著，可明显减轻关节疼痛，改善膝关节活动功能，其作用机制可能与降低关节液中IL-32水平、提高DKK-1水平有关。

膝骨关节炎；体外冲击波；玻璃酸钠；白介素-32；Dickopff相关蛋白1

膝骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是一种中老年人常见的退行性骨关节疾病，以关节软骨破坏、软骨下骨硬化和继发滑膜炎症为特征，其主要症状是疼痛和关节活动障碍。临床上采用关节腔内注射玻璃酸钠治疗KOA疗效尚可[1]。玻璃酸钠注射液的主要成分是透明质酸钠，起到润滑关节面作用，抑制炎性反应，促进软骨愈合和再生，从而延缓软骨退变[2]。有报道采用玻璃酸钠联合针灸、臭氧、体外冲击波等手段治疗KOA，疗效显著[3]。赵喆等[4]研究证实，体外冲击波治疗对早中期膝骨关节炎治疗有效。白细胞介素-32(interleukin-32，IL-32)具有诱导炎性细胞因子释放的作用，与疾病的严重程度有关，参与了KOA的发病过程[5]。Wnt/β-catenin信号通路异常使关节软骨细胞合成与代谢失衡，引起关节软骨损伤[6]。Dickopff相关蛋白1(Dickopff-1，DKK-1)是Wnt信号通路的天然抑制因子，对Wnt介导的骨重塑起到关键的调节作用，可直接阻断Wnt介导的成骨作用，抑制骨形成[7]。有关体外冲击波联合玻璃酸钠治疗KOA的疗效，以及对关节液白介素-32(interleukin-32，IL-32)、DKK-1水平的影响的研究尚未见相关的报道。本研究将应用体外冲击波联合玻璃酸钠治疗KOA，探讨其临床疗效以及对关节液IL-32、DKK-1水平的影响，进一步阐明体外冲击波联合玻璃酸钠在KOA中的治疗作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2014年11月至2016年10月在我院诊断为KOA患者50例，入选标准：a)符合中华医学会各科分学会制定的膝骨关节炎诊断标准，至少有一侧膝关节符合膝骨关节炎放射学诊断标准[8]。b)年龄大于等于45岁，Kellgren-Lawrence分级为Ⅱ、Ⅲ级，近3周未采用其他治疗的患者，本治疗期间不得使用非甾体类止痛药或其他激素类药物；c)经医院伦理委员会批准，患者知情同意，并签署知情同意书。排除标准：a)有感染和炎症性关节，膝关节外伤史；b)有激素用药史，既往曾接受KOA药物及其他治疗，包括服用NSAID、关节腔内注射药物等；c)不能接受本治疗方案或不能坚持者；d)有严重心血管、呼吸、消化、血液等其他系统疾病者。

1.2 方法

1.2.1 分组 纳入对象按随机数字表法随机分为治疗组和对照组，各25例。治疗组男16例，女9例；平均年龄(57.4±10.1)岁，病程(3.1±2.3)年。对照组男18例，女7例；平均年龄(58.3±10.2)岁，病程(3.3±1.7)年。两组患者的性别、年龄、病程等基线资料比较，差异无统计学意义，具有可比性(P>0.05，见表1)。

表1 受试者的基线资料比较

1.2.2 治疗方法 对照组予以关节腔内注射玻璃酸钠，20 mg/次，每周1次，共治疗5周。治疗组在对照组的基础上加用体外冲击波治疗，采用气压弹道式冲击波(EMS，瑞士)治疗，预先在患膝标记痛点，然后以冲击频率6～10 Hz，能流密度0.25 mJ/mm2，以痛点为中心，冲击4 000次，根据患者疼痛及耐受程度来适当调节参数，每周1次，共治疗5周。

1.2.3 评定方法 两组患者分别采用视觉模拟评分法(visual analogue scale，VAS)、骨关节炎严重程度评分法(lequesne指数)和美国西部Ontario与McMaster大学骨关节炎指数(western Ontario and McMaster University osteoarthritis index，WOMAC)评分评定治疗前后患膝疼痛和功能改善情况。

1.2.4 关节液采集 受试者分别于干预前和干预第5周时，在膝关节腔注射玻璃酸钠前采用严格无菌穿刺技术抽取关节滑液1～3 mL，3 000 r/min，离心20 min，取上清液分装EP管中，-80℃保存待测。

1.2.5 关节液IL-32、DKK-1水平检测 采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay，enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)检测关节液中IL-32、DKK-1水平。人DKK-1 ELISA试剂盒购自美国ADL公司、人IL-32γ ELISA试剂盒购自北京易科攀博生物有限公司，严格按照试剂盒说明书进行操作。

2 结 果

2.1 两组患者不同评分结果 两组治疗前VAS评分、Lequesne指数和WOMAC评分无显著性差异(P>0.05)；治疗4周后各项评分较治疗前均有明显下降(P<0.05或0.01)，而且治疗组治疗后各项评分均明显低于对照组(P<0.05或0.01)。两组患者治疗前后各评分比较见图1。

2.2 治疗前后关节液中IL-32、DKK-1水平变化 治疗后两组患者关节液中的IL-32水平比治疗前显著下降(均P<0.01)，治疗组DKK-1水平较治疗前增高(P<0.01)，而对照组DKK-1水平较治疗前轻度增高，差异无统计学意义(P>0.05)；治疗后治疗组关节液中IL-32水平显著低于对照组(P<0.05)，DKK-1水平则显著高于对照组(P<0.05)。两组患者关节液中IL-32、DKK-1水平比较见图2。

图1 两组患者治疗前后各项评分比较

图2 两组患者关节液中IL-32、DKK-1水平比较

3 讨 论

近年来，体外冲击波应用于骨关节炎的治疗疗效满意。基础研究证实，体外冲击波能下调兔膝骨关节炎软骨细胞IL-1β、TNF-α的表达[9]。王朴等[10]研究表明，体外冲击波提高了软骨下骨骨矿物质密度，关节软骨中MMP-1、MMP-3和TIMP-1基因表达降低，对兔膝骨关节炎的软骨损伤和软骨下骨硬化起到保护作用。赵喆等[4]应用体外冲击波治疗早中期KOA，VAS评分、Lequesne指数评分和WOMAC评分均明显优于对照组，有效的缓解疼痛，改善关节活动功能。因此，体外冲击波治疗KOA，疗效确切可靠。临床上多数采用联合治疗KOA，证实疗效更佳。孟岚等[11]将关节腔注射玻璃酸钠结合体外冲击波治疗膝骨关节炎，能有效缓解临床症状，安全有效。本研究应用体外冲击波联合关节腔内注射玻璃酸钠治疗KOA，VAS评分、Lequesne指数和WOMAC评分均明显下降，且治疗组改善程度明显好于对照组，表明联合治疗效果要优于单一治疗。基于对临床疗效的考虑，本研究纳入对象选择Kellgren-Lawrence分级在Ⅱ～Ⅲ级，尽可能使患者临床获益。也由于受试者选择的局限性，可能会对结果造成一定的偏倚。顾新丰等[12]研究表明，关节内注射透明质酸钠治疗KOA时，对于累及胫股关节的中重度KOA、存在Ⅱ度以上关节积液、骨挫伤患者，应慎重选择。体外冲击波多应用于早中期KOA患者，对于重度病变患者尚无相关的对照研究。在临床上选择联合治疗需根据患者疾病的严重程度综合考虑，谨慎选择合理的治疗方案。

研究证实，体外冲击波治疗KOA的机制可能与抑制局部组织炎症介质的释放有关[13]，也可抑制软骨退化，起到软骨保护作用，还能调节软骨和软骨细胞代谢[14]。IL-32是白介素家族中的促炎因子，研究发现IL-32可诱导IL-6、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等炎性细胞因子表达，加剧炎症反应[15]。IL-32在类风湿性关节炎滑膜组织中呈高表达，与血沉、炎性标志物呈正相关，在大鼠膝关节注射人IL-32γ后，观察到关节肿胀，伴有炎性细胞浸润和软骨损伤[16]。许德世等[17]研究发现，KOA患者K-L分级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组中关节滑液中IL-32含量明显高于正常对照组，在一定程度上可作为诊断早期KOA的良好指标。黄志明等[5]研究发现，KOA关节滑液中IL-32和IL-18含量明显高于正常人，IL-32和IL-18呈正相关，推测KOA的发病过程可能与IL-32密切相关。

近年来研究证实，Wnt/β-catenin通路和DKK-1在OA进展过程中软骨下骨重塑、骨形成与吸收方面发挥着重要的作用[18]。在OA退变软骨中，Wnt及β-catenin表达增高，Wnt信号通路过度激活，促进成骨细胞的生长和分化，导致骨形成增加，形成骨赘[19]。DKK-1通过与Wnt竞争结合受体复合体LRP5/6来抑制Wnt信号通路，是Wnt/β-catenin通路中的主要调控因子[20]。目前DKK-1在OA的发病机制中作用并不十分清楚。熊建斌等[21]研究表明，在兔KOA模型中，关节腔内注射DKK-1能明显改善兔KOA的病理表现和Mankins评分。软骨细胞DKK-1高表达可抑制OA软骨破坏，DKK-1的保护作用与抑制Wnt通路活性的因子MMP13有关，DKK-1可作为OA治疗的靶点[22]。本研究结果显示，治疗后两组患者关节液中IL-32水平比治疗前显著下降，治疗组IL-32水平下降更明显，提示体外冲击波联合玻璃酸钠治疗能降低IL-32水平，更好的抑制关节腔局部免疫炎症反应，有效的缓解临床症状。治疗后治疗组关节液中DKK-1水平较治疗前明显增高，而对照组DKK-1水平则升高不明显。Lane等[23]研究证实，DKK-1水平增加与延缓老年女性髋关节OA的进展有关。说明体外冲击波治疗可有效提高关节液中DKK-1水平，在一定程度上抑制Wnt信号通路，可减轻软骨损伤，延缓软骨下骨重塑。

综上所述，体外冲击波联合玻璃酸钠治疗KOA，能有效缓解疼痛，改善关节活动功能，短期疗效较好，其治疗机制可能与降低关节液中IL-32水平、提高DKK-1水平有关。未来的研究将对患者远期疗效进行随访，在扩大样本量的同时，对IL-32与DKK-1之间的相关性进行分析，进一步阐明体外冲击波联合玻璃酸钠治疗KOA的疗效作用机制。

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作者简介：王彦鹏(1982- )，男，主治医师，武警后勤学院附属医院骨科中心，300162。

EffectofExtracorporealShockWaveonIL-32andDKK-1LevelsinthePatientswithKneeOsteoarthritis

Wang Yanpeng1，Sun Minglin1，Zhang Wei2

(1 Department of Orthopedics，Affiliated hospital of Logistics University of Chinese People's Armed Police Forces，Tianjin 300162，China；2 Medical Team，7th Branch，Armed Police Forece of Shanghai，Shanghai 201900，China)

ObjectiveTo observe the clinical efficacy of extracorporeal shock wave therapy combined with intra-articular injectioin of hyaluronate on knee osteoarthritis (KOA) and its effect on interleukin-32 (IL-32)，Dickkopf-1 (DKK-1) in synovial fluid.MethodsA total of 50 patients with knee osteoarthritis were randomly divided into two groups：treatment group (n=25) and control group (n=25).The control group was treated with intra-articular injection of sodium hyluronate alone，once per week for 5 weeks.The treatment group was treated with extracorporeal shock wave therapy on the basis of the control group，once per week for 5 weeks.Before intervention and 5th week after the intervention，the clinical efficacy in both groups were evaluated by Visual Analog Scale (VAS) on movement，Lequesne index and Western Ontario and McMaster Universities (WOMAC) Osteoarthritis index.The levels of IL-32，DKK-1 in synovial fluid were determined and compared.ResultsThe socres of VAS，Lequesne index and WOMAC Osteoarthritis index after treatment in both groups were significantly lower than those before treatment (P<0.05).The socres of VAS，Lequesne index and WOMAC Osteoarthritis index after treatment in treatment group were significantly lower than those in the control group (P<0.05).Compared with before treatment，the levels of IL-32 in synovial fluid after treatment in both groups were significantly lower than those (allP<0.01).The levels of DKK-1 after treatment in the treatment group were significantly higher than that before treatment (P<0.01).The levels of IL-32 in synovial fluid after treatment in treatment group were significantly lower than that in the control group (P<0.05).The levels of DKK-1 were significantly higher than that in the control group (P<0.05).ConclusionThe extracorporeal shock wave therapy combined with intra-articular injectioin of hyaluronate has significant curative effect.It can relieve the pain and improve the function of knee joint in the patients with KOA，which is correlated with decreased the levels of IL-32 and increased the levels of DKK-1 in synovial fluid.

knee osteoarthritis；extracorporeal shock wave；sodium hyluronate；interleukin-32；Dickopff-1

舒云均(1973- )，男，副主任医师，四川省雅安市中医医院骨科，625000。

1008-5572(2017)09-0807-04

R684.3

：A

2017-03-01

王彦鹏，孙明林，张伟.体外冲击波对膝骨关节炎IL-32、DKK-1水平的影响[J].实用骨科杂志，2017，23(9)：807-810.